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Modeling and small-signal stability analysis of doubly-fed induction generator integrated system 被引量:4
1
作者 Tianming Gu Puyu Wang +3 位作者 Dingyuan Liu Ao Sun Dejian Yang Gangui Yan 《Global Energy Interconnection》 EI CSCD 2023年第4期438-449,共12页
Owing to their stability,doubly-fed induction generator(DFIG)integrated systems have gained considerable interest and are the most widely implemented type of wind turbines and due to the increasing escalation of the w... Owing to their stability,doubly-fed induction generator(DFIG)integrated systems have gained considerable interest and are the most widely implemented type of wind turbines and due to the increasing escalation of the wind generation penetration rate in power systems.In this study,we investigate a DFIG integrated system comprising four modules:(1)a wind turbine that considers the maximum power point tracking and pitch-angle control,(2)induction generator,(3)rotor/grid-side converter with the corresponding control strategy,and(4)AC power grid.The detailed small-signal modeling of the entire system is performed by linearizing the dynamic characteristic equation at the steady-state value.Furthermore,a dichotomy method is proposed based on the maximum eigenvalue real part function to obtain the critical value of the parameters.Root-locus analysis is employed to analyze the impact of changes in the phase-locked loop,short-circuit ratio,and blade inertia on the system stability.Lastly,the accuracy of the small-signal model and the real and imaginary parts of the calculated dominant poles in the theoretical analysis are verified using PSCAD/EMTDC. 展开更多
关键词 doubly-fed induction generator(dfig) Maximum power point tracking DICHOTOMY Small-signal stability
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风电机组传动链柔性建模及电网故障响应特性研究 被引量:12
2
作者 秦世耀 李少林 +2 位作者 王瑞明 陈晨 孙勇 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期727-733,共7页
针对风电机组动态特性研究中传动链模型过于简化及对电网故障动态响应特性不足或缺失的问题。综合考虑风电机组传动链各部分的惯量、旋转阻尼、刚度特性等,采用弹簧阻尼质量建模方法,建立风电机组柔性传动链模型,分析说明柔性传动链的... 针对风电机组动态特性研究中传动链模型过于简化及对电网故障动态响应特性不足或缺失的问题。综合考虑风电机组传动链各部分的惯量、旋转阻尼、刚度特性等,采用弹簧阻尼质量建模方法,建立风电机组柔性传动链模型,分析说明柔性传动链的二阶欠阻尼系统本质及在电网故障过程中可能存在的扭矩振荡问题。首次考虑传动链柔性特性进行风电机组电网故障动态响应特性系统仿真研究,仿真结果验证理论分析的正确性。并在1.5 MW大容量风电机组上进行现场试验研究,试验结果有力支持了理论分析和仿真结果。 展开更多
关键词 双馈风电机组 电网电压故障 柔性传动链 扭矩振荡 阻尼与刚度
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恒定交流励磁时双馈感应发电机的短路电流 被引量:2
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作者 张鲁华 郭家虎 +2 位作者 蔡旭 曹云峰 程孟增 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1000-1004,共5页
系统地分析了三相机端短路状况下,双馈感应发电机(DFIG)定、转子电流的动态响应,提出了计算DFIG短路电流的新方法.将三相机端短路的DFIG等效为稳态运行的转子励磁异步电机和三相机端短路的鼠笼型异步电机,运用空间矢量的方法分别求解,得... 系统地分析了三相机端短路状况下,双馈感应发电机(DFIG)定、转子电流的动态响应,提出了计算DFIG短路电流的新方法.将三相机端短路的DFIG等效为稳态运行的转子励磁异步电机和三相机端短路的鼠笼型异步电机,运用空间矢量的方法分别求解,得到DFIG短路电流的解析表达式,确定了最大短路电流及其出现时刻,同时分析了短路电流中的主要成分以及它们之间的相互关系.以上结论通过Matlab/Simulink仿真进行了验证. 展开更多
关键词 风力发电 双馈感应发电机 短路电流 故障穿越
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基于主动阻尼器的双馈式风力发电机组故障穿越控制策略 被引量:2
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作者 高仕红 田德 +1 位作者 邓英 汪宁渤 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期576-582,共7页
针对双馈式风力发电机组的故障穿越控制策略问题,分析电网对称故障时其转子电压和电流的瞬态特性,找出引起转子过电压和过电流的原因。在不增加励磁系统硬件的条件下,通过改进控制方法在转子中形成一个主动阻尼电阻,有效地限制由定子磁... 针对双馈式风力发电机组的故障穿越控制策略问题,分析电网对称故障时其转子电压和电流的瞬态特性,找出引起转子过电压和过电流的原因。在不增加励磁系统硬件的条件下,通过改进控制方法在转子中形成一个主动阻尼电阻,有效地限制由定子磁链直流分量引起的转子过电流。以2MW双馈式风力发电机组为例,对所提出的故障穿越控制策略进行仿真研究。仿真结果说明所提出的故障穿越控制策略的可行性和有效性,可提高双馈式风力发电机机组的故障穿越能力。 展开更多
关键词 双馈式风力发电机组 故障穿越 主动阻尼电阻
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计及低穿控制的双馈风电机组故障电流特性研究 被引量:2
5
作者 蒋永梅 李凤婷 张谦 《水力发电》 北大核心 2016年第7期111-114,122,共5页
推导了双馈风电机组在额定运行工况下定、转子短路电流的近似求解公式,分析了双馈风电机组在对称短路情况下的短路电流特性。基于Matlab/Simulink仿真平台,构建了基于磁控电抗器(Magnetically Controlled Reactor,MCR)的动态无功补偿装... 推导了双馈风电机组在额定运行工况下定、转子短路电流的近似求解公式,分析了双馈风电机组在对称短路情况下的短路电流特性。基于Matlab/Simulink仿真平台,构建了基于磁控电抗器(Magnetically Controlled Reactor,MCR)的动态无功补偿装置(MSVC)和撬棒(Crowbar)保护电路的双馈风电机组低电压穿越模型,仿真验证了不同电压跌落下的双馈风电机组(低穿)能力,研究了Crowbar和MSVC的投切对于双馈风电机组输出短路电流的影响。 展开更多
关键词 双馈风电机组 磁控电抗器 低电压穿越 故障特性
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动态电压恢复器在双馈风电机组故障穿越中的应用 被引量:6
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作者 凌禹 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1156-1164,共9页
考虑到动态电压恢复器(dynamic voltage restore,DVR)能在短时间内恢复电压的特点,该文研究了DVR协助双馈机组(doubly fed induction generator,DFIG)成功穿越全电压故障的能力。首先,针对双馈机组,选择合适的DVR拓扑结构及其补偿策... 考虑到动态电压恢复器(dynamic voltage restore,DVR)能在短时间内恢复电压的特点,该文研究了DVR协助双馈机组(doubly fed induction generator,DFIG)成功穿越全电压故障的能力。首先,针对双馈机组,选择合适的DVR拓扑结构及其补偿策略,分析DVR的控制策略,并提出采用单环电压反馈控制的策略。最后,利用PSCAD/EMTDC专业仿真软件搭建详细的仿真平台,实验结果表明在DVR的保护下双馈机组能成功穿越低压、零压和高压故障,尤其是其瞬态性能大为改善。 展开更多
关键词 风力发电 保护电路 瞬态 双馈感应电机 动态电压恢复器 故障穿越
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改进的双馈风电机组故障穿越控制策略研究 被引量:2
7
作者 凌禹 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期312-319,共8页
基于传统矢量控制技术,该文提出一种改进的矢量控制技术来抑制双馈感应电机故障期间的转子过电流,以提高双馈风电机组故障穿越能力。从分析传统矢量控制技术入手,提出一种改进的矢量控制技术,其主要特点是反映定子电压瞬态对转子电流的... 基于传统矢量控制技术,该文提出一种改进的矢量控制技术来抑制双馈感应电机故障期间的转子过电流,以提高双馈风电机组故障穿越能力。从分析传统矢量控制技术入手,提出一种改进的矢量控制技术,其主要特点是反映定子电压瞬态对转子电流的影响,但并未增加控制的复杂程度。从理论的角度对所提方案能提高双馈风电机组故障穿越能力的机理进行深入分析。最后,对基于PSCAD/EMTDC软件环境下搭建的2 MW双馈风电机组模型进行仿真研究。仿真结果表明所提方案能有效抑制双馈感应电机故障期间的转子过电流,从而提高双馈风电机组的故障穿越能力。 展开更多
关键词 风力发电 瞬态 故障电流 矢量控制 双馈感应电机 故障穿越
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超导限流-储能系统风电场应用分析 被引量:2
8
作者 郭文勇 《储能科学与技术》 CAS 2015年第2期176-182,共7页
风力发电所面临的两大重要问题是低电压穿越能力弱和功率输出不稳定。为了同时解决这两个问题,我们提出了超导限流-储能系统,并进行了单机系统的仿真研究,证实了该方案的有效性。然而对于风电场的应用,目前尚无研究。本文将超导限流-储... 风力发电所面临的两大重要问题是低电压穿越能力弱和功率输出不稳定。为了同时解决这两个问题,我们提出了超导限流-储能系统,并进行了单机系统的仿真研究,证实了该方案的有效性。然而对于风电场的应用,目前尚无研究。本文将超导限流-储能系统的应用扩展到风电场,分析了其提高低电压穿越能力和稳定有功功率输出的机理,并进行了仿真研究。从仿真结果来看,超导限流-储能系统能够同时提高风电场所有风机的低电压穿越能力,并能有效地平滑整个风电场的有功输出功率。考虑不同风机的互补效应,将该系统应用于风力发电场与直接应用于单台风机相比,其储能量和功率输出的要求可以大大降低,从而可以有效地减少系统总成本,因而具有更好的应用前景。 展开更多
关键词 超导储能系统 低电压穿越 超导限流器 风力发电 双馈感应电机
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电网电压连锁故障下双馈式风力发电机鲁棒增强控制策略 被引量:1
9
作者 王芸 龚文明 黄伟煌 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2387-2394,共8页
针对双馈式风力发电机的传统控制策略存在鲁棒性能较差,过渡过程持续时间较长,母线电压过调制等问题,提出一种改进的电压连锁故障穿越控制方案。通过对转子侧变流器采用鲁棒控制策略,网侧变流器采用改进无功电流控制策略,可同时改善双... 针对双馈式风力发电机的传统控制策略存在鲁棒性能较差,过渡过程持续时间较长,母线电压过调制等问题,提出一种改进的电压连锁故障穿越控制方案。通过对转子侧变流器采用鲁棒控制策略,网侧变流器采用改进无功电流控制策略,可同时改善双馈式风力发电机的低电压穿越(LVRT)和高电压穿越(HVRT)能力。同时以双馈式风力发电机的定子动态磁链为分析基础,推导其在电压骤降和骤升故障期间的过渡过程特性。仿真表明:所提出的双馈式风力发电机的鲁棒增强控制策略,可有效提高风力机在电网电压连锁故障情况下的穿越性能。 展开更多
关键词 双馈感应发电机 高电压穿越 低电压穿越 鲁棒控制 电网连锁故障
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基于任意时刻电网故障下的双馈风力发电机定子磁链全响应研究 被引量:2
10
作者 何璇 屠卿瑞 +2 位作者 李一泉 李银红 石东源 《水电能源科学》 北大核心 2018年第8期209-213,共5页
为研究双馈风力发电机(DFIG)定子磁链的全响应与电网故障发生时刻的关系,通过求解DFIG状态方程,得到任意时刻故障下DFIG定子磁链的解析表达式;利用坐标分解方式研究了定子磁链稳态响应与故障时刻的关系;通过分析定子磁链直流分量的大小... 为研究双馈风力发电机(DFIG)定子磁链的全响应与电网故障发生时刻的关系,通过求解DFIG状态方程,得到任意时刻故障下DFIG定子磁链的解析表达式;利用坐标分解方式研究了定子磁链稳态响应与故障时刻的关系;通过分析定子磁链直流分量的大小,研究了定子磁链自由响应与故障时刻的关系。结果表明,定子磁链稳态响应与故障时刻无关,且其大小随故障时刻的变化呈现2倍工频周期的变化规律。最后通过搭建Matlab/Simulink模型仿真验证了推导公式的准确性和理论分析的正确性,为DFIG低电压穿越时转子侧的控制策略提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 双馈风力发电机 电网故障 定子磁链全响应 任意时刻
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基于损耗和谐波分析的多工况双馈风力发电机定子匝间短路故障研究 被引量:2
11
作者 罗嘉良 张新燕 +1 位作者 门亚萍 耿山 《水力发电》 北大核心 2019年第2期101-105,共5页
为了准确及时地识别并排除多工况下双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障,通过ANSYS软件建立了新疆某风电场1. 5 MW双馈风力发电机的电磁场模型,对风机正常运行、风速突变、电网电压三相不平衡和机组低电压穿越工况进行仿真,处理后得到... 为了准确及时地识别并排除多工况下双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障,通过ANSYS软件建立了新疆某风电场1. 5 MW双馈风力发电机的电磁场模型,对风机正常运行、风速突变、电网电压三相不平衡和机组低电压穿越工况进行仿真,处理后得到发电机的气隙磁密曲线。从损耗和谐波分析两个方面,以正常运行工况为标准对比研究发电机定子绕组匝间短路前后多工况特征量的变化。结果表明:发电机匝间短路后,基于损耗分析,不同的工况下电机的铁耗相较于故障前都有所增大;基于谐波分析,电网三相电压不平衡和低电压穿越工况的特定次谐波会导致更为严重的故障。 展开更多
关键词 双馈风力发电机 定子匝间短路 多工况 气隙磁密 谐波分析
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双馈感应风力发电机低电压穿越综合分析(英文) 被引量:1
12
作者 亚赞.奥斯马蒂 徐隆亚 王江波 《智能电网》 2013年第1期24-33,共10页
在过去10年中发电和电网的稳定性已成为关键问题。大容量风力发电并入电网的快速发展引起了对电力系统动态行为的高度关切和对风能合理利用所需电网规范的迫切需求。在电网故障时双馈风力发电机的低电压穿越能力是其中一个核心问题。该... 在过去10年中发电和电网的稳定性已成为关键问题。大容量风力发电并入电网的快速发展引起了对电力系统动态行为的高度关切和对风能合理利用所需电网规范的迫切需求。在电网故障时双馈风力发电机的低电压穿越能力是其中一个核心问题。该文全面研究与电网连接的双馈风力发电机的低电压穿越问题,通过仿真对低电压穿越原则和并网风力发电机的控制进行详细的理论研究,介绍在电网故障期间风力发电机的瞬态特性和复杂的动态行为,并对并网操作中最具挑战性的问题进行调研。 展开更多
关键词 风力发电 双馈感应发电机 电网故障 低电压穿越
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电网对称跌落故障时双馈风力发电机的改进控制策略研究 被引量:1
13
作者 崔浩 王伟 +1 位作者 郑涛 刘玉帅 《能源与环保》 2022年第9期246-251,共6页
提出了一种基于有限集模型预测控制思想的扩展网侧变换器输入无功的控制方案,可有效地提升DFIG的低压跨失能力。DFIG系统通过网侧变流器直接与公共电网相连,当公共电网发生故障时,公共点电压不可避免地会出现跌落,严重时将会威胁DFIG的... 提出了一种基于有限集模型预测控制思想的扩展网侧变换器输入无功的控制方案,可有效地提升DFIG的低压跨失能力。DFIG系统通过网侧变流器直接与公共电网相连,当公共电网发生故障时,公共点电压不可避免地会出现跌落,严重时将会威胁DFIG的正常运行。当电网发生低电压故障时,应当采取相应的控制方案来抑制定子、转子过电流,避免变频器受到不利影响。以扩展网侧变换器的输入无功功率和维持网侧电流的稳定为控制目标,采用有限集模型预测控制来增强DFIG系统的故障穿越能力。仿真结果验证了DFIG在所提的有限集模型预测控制方案下优良的故障穿越能力。 展开更多
关键词 双馈风力发电系统 故障穿越 网侧输入无功扩展 有限集模型预测控制
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